Classificação de sistemas meteorológicos e comparação da precipitação estimada pelo radar e medida pela rede telemétrica na bacia hidrográfica do alto Tietê

Foram analisadas características da precipitação estimada a partir de 145.194 campos de refletividade, de um total de 827 dias entre 1998 e 2003, obtidos do Radar Meteorológico de São Paulo (RSP). Os eventos foram classificados de acordo com intensidades de precipitação; em Convectivos (EC) e Estratiformes (EE). Quanto à morfologia, cinco tipos de sistemas foram identificados; Convecção Isolada (CI), Brisa Marítima (BM), Linhas de Instabilidade (LI), Bandas Dispersas (BD) e Frentes Frias (FF). Eventos convectivos dominam na primavera e verão e estratiformes no outono e inverno. A CI e a BM tiveram maiores picos de atuação entre outubro e março enquanto as FF de abril a setembro. BD atuam durante todo o ano e as LI só não foram observadas nos meses de junho e julho. Uma comparação pontual entre a precipitação medida pela telemetria e estimada com o radar foi realizada e, mostrou haver, na maioria dos casos, um viés positivo do RSP, para acumulações de 10, 30 e 60 minutos. Com o objetivo de integrar as estimativas de precipitação do radar com as medidas da rede telemétrica, por meio de uma análise objetiva estatística, foram obtidas dos campos de precipitação do radar as estruturas das correlações espaciais em função da distância para acumulações de chuva de 15, 30, 60 e 120 minutos para os cinco tipos de sistemas precipitantes que foram caracterizados. As curvas das correlações espaciais médias de todos os eventos de precipitação de cada sistema foram ajustadas por funções polinomiais de sexta ordem. Os resultados indicam diferenças significativas na estrutura espacial das correlações entre os sistemas precipitantes.

Relações entre conteúdo e forma de conhecimentos e práticas pedagógicas em Geociências: imaginário de futuros professores numa disciplina de licenciatura

Pesquisas e reflexões sobre ensino, história e epistemologia das Ciências da Terra têm sido desenvolvidas, em grande parte, intimamente associadas às práticas docentes dos professores/pesquisadores universitários. Nessa mesma perspectiva, buscamos neste trabalho compreender relações que os estudantes de licenciatura em Geografia estabelecem entre o conteúdo/forma trabalhado numa disciplina universitária e o conteúdo/forma profissional, ou seja, pensado na relação com a escola básica, com o tornar-se professor. As respostas dos estudantes a uma questão por nós formulada indicou como eles representaram uma das atividades desenvolvidas na disciplina na relação com seu imaginário sobre ser professor da educação básica. As análises mostraram também que essas significações se produzem de maneiras muito diferentes entre os estudantes, fazendo intervir no imaginário a partir do qual essas significações se produzem, aspectos da memória escolar de alguns estudantes e da maneira como representam o conhecimento escolar e as práticas de ensino na disciplina Geografia da educação básica. As análises mostraram que a atividade não é transparente quanto ao que seja o "conteúdo" de ensino da atividade, posto que essas significações são o trabalho de diferentes memórias discursivas, implicado em diferentes posições-aluno. Este estudo aponta para a importância de considerar e para a possibilidade de trabalhar com os imaginários dos futuros professores sobre ensino na relação que estabelecem com os conteúdos/formas em suas disciplinas científicas universitárias.

Convecção linearmente organizada na área de Petrolina, semi-árido do Nordeste do Brasil: aspectos em meso e grande escala

É apresentado um estudo sobre sistemas convectivos linearmente organizados e observados por um radar meteorológico banda-C na região semi-árida do Nordeste do Brasil. São analisados três dias (27 a 29) de março de 1985, com ênfase na investigação do papel desempenhado por fatores locais e de grande escala no desenvolvimento dos sistemas. No cenário de grande escala, a área de cobertura do radar foi influenciada por um cavado de ar superior austral no dia 27 e por um vórtice ciclônico de altos níveis no dia 29. A convergência de umidade próxima à superfície favoreceu a atividade convectiva nos dias 27 e 29, enquanto que divergência de umidade próxima à superfície inibiu a atividade convectiva no dia 28. No cenário de mesoescala, foi observado que o aquecimento diurno é um fator importante para a formação de células convectivas, somando-se a ele o papel determinante da orografia na localização dos ecos. De maneira geral, as imagens de radar mostram os sistemas convectivos linearmente organizados em áreas elevadas e núcleos convectivos intensos envolvidos por uma área de precipitação estratiforme. Os resultados indicam que convergência do fluxo de umidade em grande escala e aquecimento radiativo, são fatores determinantes na evolução e desenvolvimento dos ecos na área de estudo.

Hydrometeor and latent heat profiles of tropical cyclones Conson, Ivan and Catarina using PR/TRMM data

ABSTRACT Microphysical and thermodynamical features of two tropical systems, namely Hurricane Ivan and Typhoon Conson, and one sub-tropical, Catarina, have been analyzed based on space-born radar PR measurements available on the TRMM satellite. The procedure to classify the reflectivity profiles followed the Heymsfield et al (2000) and Steiner et al (1995) methodologies. The water and ice content have been calculated using a relationship obtained with data of the surface SPOL radar and PR in Rondonia State in Brazil. The diabatic heating rate due to latent heat release has been estimated using the methodology developed by Tao et al (1990). A more detailed analysis has been performed for Hurricane Catarina, the first of its kind in South Atlantic. High water content mean value has been found in Conson and Ivan at low levels and close to their centers. Results indicate that hurricane Catarina was shallower than the other two systems, with less water and the water was concentrated closer to its center. The mean ice content in Catarina was about 0.05 g kg-1 while in Conson it was 0.06 g kg-1 and in Ivan 0.08 g kg-1. Conson and Ivan had water content up to 0.3 g kg-1 above the 0ºC layer, while Catarina had less than 0.15 g kg-1. The latent heat released by Catarina showed to be very similar to the other two systems, except in the regions closer to the center.

Estimativas do teor de umidade empregando o método GPR: uma avaliação comparativa em experimentos de laboratório e campo

Este trabalho faz uma análise das estimativas de teores de umidade obtidas com o método Ground Penetrating Radar (GPR) comparativamente às determinadas com os métodos Time Domain Reflectometry (TDR) e gravimétrico. Os dados foram obtidos em dois experimentos diferentes: um experimento controlado em laboratório buscando reproduzir um meio homogêneo onde foram obtidas as medidas de umidade com GPR (antenas de 1 GHz) e TDR, e outro experimento de campo onde foram obtidos dados com GPR (antenas de 200 MHz) e de amostras de solos do local. Para a obtenção das estimativas a partir do método GPR foram analisados os eventos relativos à onda de transmissão direta entre as antenas, onda refratada criticamente e onda refletida em interfaces com diferentes propriedades elétricas.O GPR mostrou-se sensível às variações de umidades presentes nos dois experimentos e apresentou boa correlação com os dados obtidos com TDR (REQM de0,007 m³m-3) e das amostras (REQM de 0,039 m³m-3).

Educação para a água

A água como tema no contexto educacional é abordada a partir de diversas perspectivas. Diante das discussões em relação à crise socioambiental atual, acreditamos que a educação para a água deva ser realizada a partir da abordagem das dimensões espacial e temporal, considerando nesta última o tempo geológico e a história humana, sem a qual não é possível enfrentar a fragmentação do conhecimento que predomina no ambiente escolar. A abordagem do local, tendo como unidade de estudo a bacia hidrográfica, auxiliada pelos conteúdos das geociências e por metodologias interdisciplinares, proporciona uma visão integrada e contextualizada do tema para a construção do conhecimento.

Interações entre evolução sedimentar e ocupação humana pré-histórica na costa centro-sul de Santa Catarina, Brasil

Desde o começo da ocupação humana no litoral centro-sul de Santa Catarina, Brasil, a articulação entre processos naturais e antrópicos modelou uma paisagem fortemente domesticada, marcada pela construção massiva de concheiros de dimensões monumentais e pela permanência milenar. Na planície costeira entre Passagem da Barra (município de Laguna) e lago Figueirinha (município de Jaguaruna), 76 sambaquis foram mapeados, dos quais 48 possuem datação. O levantamento sistemático de sítios e datações permitiu identificar padrões de distribuição espacial nos sambaquis da região, quanto a contexto sedimentar da época de construção, estratigrafia e idade. Desse modo, reconheceram-se nos sítios da região: cinco contextos geológico-geomorfológicos de localização; três padrões estratigráficos; e quatro fases de ocupação sambaquieira baseadas na quantidade de sítios e no tipo de padrão construtivo dominante. O modelo integrado de evolução sedimentar e distribuição tempo-espacial de sambaquis indica que estes sítios eram construídos em áreas já emersas e pouco alagáveis, e que sítios interiores, afastados dos corpos lagunares, podem não se ter preservado ou não estarem expostos devido ao processo de assoreamento contínuo que caracterizou a região após a máxima transgressão holocênica. O cruzamento de dados aqui proposto evidencia a importância de abordagens integradas entre arqueologia e geociências no estudo da evolução das paisagens.

Dating minerals by ID-TIMS geochronology at times of in situ analysis: selected case studies from the CPGeo-IGc-USP laboratory

Since 1964, the Center for Geochronological Research - CPGeo, one of the interdepartmental centers of the Instituto de Geociências (IG) of São Paulo University, has developed studies related to several geological processes associated with different rock types. Thermal Ionization Mass Spectrometry Isotopic Dilution (ID-TIMS) has been the technique widely used in the CPGeo U-Pb Laboratory. It provides reliable and accurate results in age determination of superposed events. However, the open-system behavior such as Pb-loss, the inheritance problem and metamictization processes allow and impel us to a much richer understanding of the power and limitations of U-Pb geochronology and thermochronology. In this article, we present the current methodology used at the CPGeo-IGc-USP U-Pb laboratory, the improvements on ID-TIMS method, and report high-precision U-Pb data from zircon, monazite, epidote, titanite, baddeleyite and rutile from different rock types of several domains of the Brazilian south-southeast area, Argentina and Uruguay.

Continental passive microwave-based rainfall estimation algorithm: Application to the Amazon Basin

This paper presents a new statistical algorithm to estimate rainfall over the Amazon Basin region using the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) Microwave Imager (TMI). The algorithm relies on empirical relationships derived for different raining-type systems between coincident measurements of surface rainfall rate and 85-GHz polarization-corrected brightness temperature as observed by the precipitation radar (PR) and TMI on board the TRMM satellite. The scheme includes rain/no-rain area delineation (screening) and system-type classification routines for rain retrieval. The algorithm is validated against independent measurements of the TRMM-PR and S-band dual-polarization Doppler radar (S-Pol) surface rainfall data for two different periods. Moreover, the performance of this rainfall estimation technique is evaluated against well-known methods, namely, the TRMM-2A12 [ the Goddard profiling algorithm (GPROF)], the Goddard scattering algorithm (GSCAT), and the National Environmental Satellite, Data, and Information Service (NESDIS) algorithms. The proposed algorithm shows a normalized bias of approximately 23% for both PR and S-Pol ground truth datasets and a mean error of 0.244 mm h(-1) ( PR) and -0.157 mm h(-1)(S-Pol). For rain volume estimates using PR as reference, a correlation coefficient of 0.939 and a normalized bias of 0.039 were found. With respect to rainfall distributions and rain area comparisons, the results showed that the formulation proposed is efficient and compatible with the physics and dynamics of the observed systems over the area of interest. The performance of the other algorithms showed that GSCAT presented low normalized bias for rain areas and rain volume [0.346 ( PR) and 0.361 (S-Pol)], and GPROF showed rainfall distribution similar to that of the PR and S-Pol but with a bimodal distribution. Last, the five algorithms were evaluated during the TRMM-Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA) 1999 field campaign to verify the precipitation characteristics observed during the easterly and westerly Amazon wind flow regimes. The proposed algorithm presented a cumulative rainfall distribution similar to the observations during the easterly regime, but it underestimated for the westerly period for rainfall rates above 5 mm h(-1). NESDIS(1) overestimated for both wind regimes but presented the best westerly representation. NESDIS(2), GSCAT, and GPROF underestimated in both regimes, but GPROF was closer to the observations during the easterly flow.

Conversion to soy on the Amazonian agricultural frontier increases streamflow without affecting stormflow dynamics

Large-scale soy agriculture in the southern Brazilian Amazon now rivals deforestation for pasture as the region`s predominant form of land use change. Such landscape-level change can have substantial consequences for local and regional hydrology, but these effects remain relatively unstudied in this ecologically and economically important region. We examined how the conversion to soy agriculture influences water balances and stormflows using stream discharge (water yields) and the timing of discharge (stream hydrographs) in small (2.5-13.5 km2) forested and soy headwater watersheds in the Upper Xingu Watershed in the state of Mato Grosso, Brazil. We monitored water yield for 1 year in three forested and four soy watersheds. Mean daily water yields were approximately four times higher in soy than forested watersheds, and soy watersheds showed greater seasonal variability in discharge. The contribution of stormflows to annual streamflow in all streams was low (< 13% of annual streamflow), and the contribution of stormflow to streamflow did not differ between land uses. If the increases in water yield observed in this study are typical, landscape-scale conversion to soy substantially alters water-balance, potentially altering the regional hydrology over large areas of the southern Amazon.

Spatial Modeling of a Soil Fertility Index using Visible-Near-Infrared Spectra and Terrain Attributes

Our objective was to develop a methodology to predict soil fertility using visible near-infrared (vis-NIR) diffuse reflectance spectra and terrain attributes derived from a digital elevation model (DEM). Specifically, our aims were to: (i) assemble a minimum data set to develop a soil fertility index for sugarcane (Sarcharum officinarum L.) (SFI-SC) for biofuel production in tropical soils; (ii) construct a model to predict the SFI-SC using soil vis-NIR spectra and terrain attributes; and (iii) produce a soil fertility map for our study area and assess it by comparing it with a green vegetation index (GVI). The study area was 185 ha located in sao Paulo State, Brazil. In total, 184 soil samples were collected and analyzed for a range of soil chemical and physical properties. Their vis-NIR spectra were collected from 400 to 2500 nm. The Shuttle Radar Topographic Mission 3-arcsec (90-m resolution) DEM of the area was used to derive 17 terrain attributes. A minimum data set of soil properties was selected to develop the SFI-SC. The SFI-SC consisted of three classes: Class 1, the highly fertile soils; Class 2, the fertile soils; and Class 3, the least fertile soils. It was derived heuristically with conditionals and using expert knowledge. The index was modeled with the spectra and terrain data using cross-validated decision trees. The cross-validation of the model correctly predicted Class 1 in 75% of cases, Class 2 in 61%, and Class 3 in 65%. A fertility map was derived for the study area and compared with a map of the GVI. Our approach offers a methodology that incorporates expert knowledge to derive the SFI-SC and uses a versatile spectro-spatial methodology that may be implemented for rapid and accurate determination of soil fertility and better exploration of areas suitable for production.